1、- 1 -主题 17 电解原理及应用1电解食盐水时，产生氢氧化钠的电极是A正极 B负极 C阳极 D阴极【答案】D【解析】电解食盐水时，阴极反应为 ；阳极反应为 2HO22Clel，产生氢氧化钠的电极是阴极，故 D正确。2清华大学王晓琳教授首创三室膜电解法制备 LiOH，其工作原理如图所示，下列有关说法正确的是AX 电极连接电源负极BN 为阳离子交换膜CY 电极反应式为 O 2+2H2O+4e-=4OH-D制备 2.4g LiOH产生的 H2在标准状况下为 2.24 L【答案】B点睛：明确各个电极上发生的反应、各个区域电解质溶液成分是解本题的关键，该电解池实- 2 -质是电解水，根据图知，Y 极
2、导出的 LiOH，则 Y极是水电离出的氢离子放电生成氢气，阴极电极反应式为 2H2O+2e-=2OH-+H2，氢氧根浓度增大，故 Y为电解池的阴极；X 极导出的是硫酸，则 X极应为水电离出的氢氧根放电，则 X极为阳极，阳极反应式为 2H2O-4e-=4H+O2。3如图电化学原理可用于治理水中硝酸盐的污染，下列说法不正确的是AA 为电源正极B在 Pt电极上发生氧化反应C阴极电极反应式为 NO3-+6H2O+10e-=N2+12OHD若电路转移 10mol电子质子交换膜右侧溶液质量减少 18g【答案】C【考点定位】本题考查了电解原理【名师点晴】该题为高频考点，根据 N元素化合价变化确定阴阳极、正负
3、极，难点是电极反应式的书写，易错选项是 D，注意氢离子还进入阴极室，很多同学往往只考虑析出的气体而导致错误，为易错点。4如图所示甲、乙两个装置,所盛溶液体积和浓度均相同且足量,电极铝和镁都已除去表面氧化膜，当两装置电路中通过的电子都是 1mol时,下列说法不正确的是- 3 -A溶液的导电能力变化:甲乙B溶液的质量减小程度:甲乙C甲中阴极和乙中镁电极上析出物质质量:甲=乙D电极反应式:甲中阳极:2Cl -2e-=Cl2【答案】C考点：考查原电池和电解池的原理5用铂作电极电解 CuSO4溶液。若两极均得到标况下 11.2L气体，则阴极上析出 Cu的质量为A64g B48g C32g D16g【答案
4、】C【解析】试题分析：铂电极电解 CuSO4溶液，阴阳两极均产生 11.2L气体（标准状况）物质的量为 0.5mol，阳极电极反应：4OH -4e-=2H2O+O2，则产生 0.5mol O2，转移 2mol电子。惰性电极电解硫酸铜溶液，两个电极都生成气体，说明阴极上溶液中阳离子 Cu2+ 全部放电后，溶液中 H+继续放电生成 0.5mol H2，转移 1mol电子，另外 1mol电子则是 Cu2+ 得到后生成 Cu。则根据 Cu2+ + 2e- = Cu可知，所以生成铜的质量=0.5mol64g/mol=32g；故答案选 C。考点：电化学计算- 4 -6取一张用饱和 NaCl溶液浸湿的 pH
5、试纸，两根铅笔芯作电极，接通直流电源，一段时间后，发现 a电极与试纸接触处出现一个双色同心圆，内圆为白色，外圆呈浅红色。则下列说法错误的是Aa 电极生成物是 Cl2 Bb 电极与电源的负极相连接C电解过程中，水是氧化剂 Db 电极附近溶液的呈酸性【答案】D考点：考查电解饱和食盐水的有关判断7用酸性氢氧燃料电池电解苦卤水(含 Cl-、Br、Na、Mg 2+)的装置如图(a、b 为石墨电极)所示,下列说法正确的是( )A电池工作时,正极反应式为 O2+2H2O+4e-=4OH-B电解时,电子流动路径:负极外电路阴极溶液阳极正极C试管中 NaOH溶液是用来吸收电解时产生的 Cl2D忽略能量损耗,当电
6、池中消耗 2.24 L(标准状况)H 2时,b 极会产生 0.1mol气体【答案】D【解析】【详解】A.氢氧燃料电池中，正极通入的是氧气.在酸性电解质溶液中.电极反应式为- 5 -O2+4e +4H+=2H2O；A 错误；B.电子只能在外电路中运动，不能通过电解质痳液，电解质溶液中是靠离子的移动来传递电荷的，B 错误；C.溶液中阴离子的放电顺序是 Br-Cl-OH-，试管中 NaOH溶液主要是用来吸收产生的溴蒸气.也吸收可能产生的 Cl2，C 错误；D.2.24L（标准状况）氢气的物质的量为 2.24/22.4=0.1mol，充当电池中消耗 0.1molH2时，转移 0.2mol电子，若忽略能
7、量损耗.则在电解池的阴极（b 极） ，也会产生0.1molH2，D 正确；综上所述，本题选 D。8如图所示，a、b、c、d 均为铂电极要满足的条件：工作一段时间后，甲槽电解液 pH上升，而乙槽电解液 pH下降；b、c 两极放电离子的物质的量相等。则应选用的电解液是（ ）组 A B C D甲槽 NaOH Cu(NO3)4 KCl Na2SO3乙槽 CuSO4 NaCl AgNO3 NaNO3AA BB CC DD【答案】C【解析】【详解】A.甲槽是电解水，氢氧化钠溶液 pH增大，b 电极是阳极.电极反应为 4OH-4e =O2+2H 2O；乙槽电解硫酸铜溶液，溶液 pH减小；c 电极为阴极.电极
8、反应为 Cu2+2e Cu；依据电子守恒可知，b、c 两极上反应的离子的物质的量不相等，A 错误；- 6 -B.甲槽是电解硝酸铜溶液，溶液 pH减小，b 电极是阳极.电极反应为 4OH-4e = O2+2H 2O；乙槽电解氯化钠溶液，溶液 pH增大，c 电极是阴极.电极反应为 2H+2e-=H2；依据电子守恒可知，b、c 两极上反应的离子的物质的量相等，B 错误；C.甲槽是电解氯化钾溶液.溶液 pH增大.b 电极是阳极.电极反应为 2Cl-2e Cl 2；乙槽电解硝酸银溶液，溶液 PH减小，c 电极为阴极，电解反应为 2Ag+2e 2Ag，依据电子守恒可知.b、c 两极上反应的离子的物质的量相
9、等，C 正确；D.甲槽是电解水，溶液 pH不变；乙槽电解水，溶液 PH不变，D 错误；综上所述，本题选 C。9将图所示装置通电 10 min后，撤掉直流电源，连接成图所示装置，可观察到 U形管左侧铁电极表面析出了白色胶状物质，U 形管右侧液面上升。下列说法正确的是( ) A同温同压下，装置中石墨电极上方得到的气体比铁电极上方得到的气体多B装置中铁电极的电极反应式为 Fe2e 2OH =Fe(OH)2C装置中石墨电极的电极反应式为 2H 2e =H2D装置通电 10 min后，铁电极附近溶液的 pH降低【答案】B【解析】D装置中铁电极是阴极，氢离子放电产生 H2：2H 2O+2e-H 2+2OH
10、 -，由于有 OH-生成，故溶液的 pH升高，D 错误。答案选 B。- 7 -10下列有关电化学装置的说法正确的是( )图 a 图 b图 c 图 dA利用图 a装置处理银器表面的黑斑 Ag2S，银器表面发生的反应为Ag2S2e =2AgS 2B图 b装置电解一段时间后，铜电极溶解，石墨电极上有亮红色物质析出C图 c装置中的 X若为直流电源的负极，则该装置可实现粗铜的精炼D若图 d装置中的 M为海水，则该装置可通过“牺牲阳极的阴极保护法”使铁不被腐蚀【答案】A【解析】11将氯碱工业与燃料电池联合能够有效降低能源消耗，如图是该工艺的图示(电源及电极未标出)，请回答下列问题。- 8 -（1）电解饱和
11、食盐水(氯碱工业)的化学方程式为_。（2）物质 X为_，装置和中属于燃料电池的是_。（3）装置中，NaOH 溶液浓度 m%_填“”或“” ）n%。（4）利用装置可获得 10mol/L盐酸，该产品出口为_填“A”或“B” ） 。【答案】 （1）2NaCl+2H 2O 2NaOH+H2+Cl 2；（2）Cl 2；（3）；（4）A。考点：考查电解原理和燃料电池等知识。12从 NO3、SO 42、H +、Cu 2+、Ba 2+、Ag +、Cl -等离子中选出适当的离子组成电解质，采用惰性电极对其溶液进行电解。（1）两极分别放出 H2和 O2时，电解质的化学式可能是_。（2）若阴极析出金属，阳极放出 O
12、2，电解质的化学式可能是_。（3）两极分别放出气体，且体积比为 1:1，电解质的化学式可能是_。- 9 -【答案】 、 、 、 、 、 【解析】【点睛】用铂电极电解溶液时，有电解溶质型，如氯化铜溶液、盐酸；有电解溶质和溶剂（水）型，分为“生酸放氧型” ， “生碱放氢型” ；有电解溶剂（水）型，如氢氧化钠溶液、硫酸溶液、硝酸钾溶液等。13电渗析法处理厨房垃圾发酵液，同时得到乳酸的原理如下图所示（“HA ”表示乳酸分子，A 表示乳酸根离子） 。（1）阳极电极反应式为_；（2）简述浓缩室中得到浓乳酸的原理_； （3）电解过程中，采取一定的措施可控制阳极室的 pH约为 68 ，此时进入浓缩室的OH 可
13、忽略不计。400 mL10 g/L 乳酸溶液通电一段时间后，浓度上升为 145 g/L(溶液体积变化忽略不计)，则阴极上产生的 H2在标准状况下的体积约为_L(乳酸摩尔质量为 90g/ mol ） 。【答案】 4OH- - 4e- = 2H2O + O2 阳极 OH-放电，c(H+)增大，H+从阳极通过阳离子交- 10 -换膜进入浓缩室 A-通过阴离子交换膜从阴极进入浓缩室，H +A = HA，乳酸浓度增大 6.72【解析】 （1）在阳极溶液中的阴离子放电，由于 OH-的放电能力大于含氧酸根离子，所以在阳极 OH-放电，该电极的电极反应式为 4OH-4e -=2H2O+O2；（2）浓缩室中得到
14、浓乳酸的原理是在阳极 OH-放电，c(H +)增大，H +从阳极通过阳离子交换膜进入浓缩室；A -通过阴离子交换膜从阴极进入浓缩室，H +A-=HA，所以乳酸浓度增大；（3）反应过程中产生的乳酸的质量是 0.400 L（145g/L 10g/L）=54g，则乳酸的物质的量是 54g90g/ mol=0.6mol；因为在反应过程乳酸根离子结合的 H+离子的个数与反应过程中放电的 H+或 OH-的个数相等，所以 n(H2)=1/2n(乳酸)=0.3mol，其在标准状况下体积是0.3mol22.4L/mol=6.72L。14工业含铬(Cr)废水的处理原理是将 Cr2O72 转化为 Cr3 ，再将 C
15、r3 转化为沉淀废水 pH与 Cr2O72 转化为 Cr3 的关系如图 1，实验室模拟工业电解法处理含铬废水的装置如图2：有关数据如下表所示：沉淀物 Fe(OH)3 Fe(OH)2 Cr(OH)3开始沉淀的 pH 1.9 7.5 4.3完全沉淀的 pH 3.4 9.7 7.6请根据以上知识回答下列问题：（1）含铬废水预处理的方法是 。（2）电解过程中阳极质量减小，阴极有气体产生，写出两极的电极反应式：阳极 ，阴极 。（3）写出 Cr2O72 转化为 Cr3 的离子方程式： 。（4）每处理 1molCr2O72 ，外电路中转移 mol 电子。- 11 -（5）电解过程中解液的 pH (填增大、减
16、小或不变)（6）处理过程中，当废水颜色不再发生明显变化时，切断电源，取出电极。此时，溶液中的阳离子有 Fe2 、Fe 3 、Cr 3 ，若想用调节 pH的方法得到纯净的 Cr(OH)3沉淀，应先向溶液中加入适量的 ，再调节 pH= ，过滤后继续调节 pH= 8。【答案】 （1）调节 pH值至 1左右（2）阳极：Fe-2e =Fe2 阴极：2H +2e H2（3）Cr 2O72 +6Fe2 +14H 2Cr3 +6Fe3 +7H2O（4）12 （5）增大 （6）H 2O2 pH=4(其它合理答案亦可)（4）由 6Fe2+Cr2O72-+14H+=6Fe3+2Cr3+7H2O可知，每处理 1mol
17、Cr2O72 ，需要6molFe2+，外电路中转移 12mol电子。（5）电解过程中阴极 H+放电，发生还原反应，除 Cr时也要消耗 H+，则电解液的 pH增大；（6）根据 Fe2 、Fe 3 、Cr 3 完全沉淀时的溶液 pH可知，在沉淀 Cr3 时需要先将 Fe2氧化为 Fe3 ，为不引入新的杂质，同时考虑环境的污染，可选择使用 H2O2氧化 Fe2 ，先调节溶液 pH=(3.44.3)使 Fe3+完全沉淀，而 Cr3+不沉淀，过滤后继续调节 pH= 8，促进 Cr3+完全沉淀。【考点定位】考查氧化还原反应、电解原理及混合物的分离等。【名师点晴】电解池中阳极电解产物的判断需要注意两点，即首先看“电极材料”：若阳极材料是除金、铂以外的其他金属，则在电解过程中，优先考虑阳极材料本身失去电子被氧化，而不考虑溶液中阴离子放电的难易。其次看“离子放电的难易”：若阳极材料是惰性电极，则在电解过程中首先分析溶液中离子放电的难易。
